Algorithmen und ihre Darstellung im Struktogramm

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, unabhängig von einer Programmiersprache ein Struktogramm zu entwerfen. Im Junior-Entwicklungsteam der InfoTec GmbH sollen sie unter Verwendung von Auswahlstrukturen einen Algorithmus formulieren und darstellen.
 

Auf Basis von Entwicklungsaufträgen des Modellbetriebs InfoTec GmbH werden Fachinhalte der Informationsverarbeitung mit betriebswirtschaftlichen Aspekten verknüpft. In einem Auftragsbuch für das Junior-Entwicklungsteam finden sich Arbeitsaufträge, die wie Entwicklungsaufträge zur Softwareerstellung strukturiert sind. Die Lernenden führen daran eine Problemanalyse durch und entwickeln eine Lösung nach dem EVA-Prinzip (Eingabe - Verarbeitung (Lösungsalgorithmus) - Ausgabe). Im Anschluss wird der Algorithmus als Struktogramm abgebildet und mittels Editor modelliert. Dies dient als Programmierhilfe, die unabhängig von einer später verwendeten Entwicklungsumgebung (Excel, VBA, Delphi) die Planung und Dokumentation der Problemlösung erlaubt. Die Entwicklungsaufträge basieren auf betriebswirtschaftlichen Fragen. Die Lerngruppe erarbeitet die Auswahlstruktur und lernt die Möglichkeit kennen, ein- und zweiseitige Entscheidungen sowie in weiteren Schritten mehrstufige Entscheidungen als verschachtelte Verzweigungen zu formulieren. Zur Modellierung verwenden die Schülerinnen und Schüler die Strukturelemente nach Nassi Shneiderman. Damit werden Kompetenzen im informatischen Denken erworben, die später in Excel (Wenn-Funktion) oder in einer Programmiersprache ihre Anwendung finden.

Kompetenzen

Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler

  • erweitern ihre kognitive Kompetenz, da sie erarbeiten, wie eine betriebliche Entscheidung als Auswahlstruktur in einem Algorithmus zu formulieren ist.
  • schulen ihre Analysekompetenz, indem sie Informationen einer Problemstellung aus dem Text isolieren und bei der Entwicklung einer Lösung neu strukturieren.
  • festigen ihr logisches Denken und entwickeln ihre Abstraktionskompetenz, weil sie für ein verbal formuliertes Problem eine abstrakte Problemlösung konzipieren.
  • schulen ihre Problemlösungskompetenz, indem sie Kenntnisse einsetzen, um eine betriebliche Aufgabe zu lösen.
  • trainieren ihre Anwendungskompetenz, da sie die Problemlösung mittels Algorithmen erarbeiten und  mit einen Struktogramm modellieren.

Methodenkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler

  • erweitern ihre IT-Methodenkompetenz, indem sie ein Struktogramm unter Verwendung eines Editors abbilden.
  • trainieren ihre Selbsterschließungskompetenz, denn sie sind aufgefordert, im Rahmen des Lernarrangements notwendige Informationen zur Lösung einer realitätsorientierten betrieblichen Aufgabe eigenständig zu gewinnen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaIm Junior-Entwicklungsteam der InfoTec GmbH. Die Lösung betriebswirtschaftlicher Entscheidungsprobleme unter Verwendung von Auswahlstrukturen als Algorithmus formulieren und darstellen.
AutorChristoph Dolzanski
FachDatenverarbeitung, Lernbereich Algorithmen, elementare Kontrollstrukturen entwickeln
ZielgruppeWirtschaftsgymnasium Jahrgangsstufe 11,
Höhere Berufsfachschule Datenverarbeitung, Berufsschule
Zeitrahmen1 Unterrichtsstunde, weitere Arbeitsaufträge (binnendifferenzierte Schwierigkeitsgrade) in Form eines Auftragbuchs, Zeitumfang in Abhängigkeit vom Leistungsvermögen der Schüler
Technische VoraussetzungenPC, Beamer, Powerpoint, Struktogrammeditor (z. B. Strukted32), gegebenenfalls  Internet-Zugang für Recherchen
PlanungVerlaufsplan der Unterrichtseinheit

Didaktisch-methodischer Kommentar

Der Lehrplan sieht vor, dass die Lernenden die Fertigkeit erwerben, Problemlösungen als Algorithmen darzustellen. Ferner sollen elementare Kontrollstrukturen angewendet werden. Die Schülerinnen und Schüler befassten sich vorab in Lernsituationen mit Algorithmen, wobei diese als Teil der eigenen Lebenswelt erfahrbar wurden. Gestützt auf Beispiele wurden Grundlagen erarbeitet (Begriffsdefinition, Gütekriterien von Algorithmen, Darstellungsmethoden). Jetzt wird mit dem Junior-Entwicklungsteam eine betriebliche Handlungssituation für das Modellunternehmen InfoTec GmbH geschaffen, um Fachinhalte in betriebliche Kontexte einzubinden. Der Unterricht zeichnet sich dadurch aus, dass die Lernenden als Entwicklungsteams agieren. Sie erhalten Aufträge anderer Betriebsbereiche, bei denen es sich um Problemstellungen handelt, für die es eine Lösung zu entwickeln gilt.

Download

algorithmen_materialien.zip
algorithmen_beschreibung.pdf
 

Zusatzinformationen

Informationen zum Autor

Dr. Christoph L. Dolzanski unterrichtet an der berufsbildenden Schule in Simmern die Fächer Betriebswirtschaftslehre, Rechnungswesen und Wirtschaftsinformatik.

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